核能的開發(fā)是人類永久解決能源問題的必然選擇。隨著國際熱核實驗堆(ITER)的設(shè)計和研發(fā),聚變材料日益引起人們的重視。鎢基材料是聚變堆偏濾器的主要候選材料,因此,研究鎢基材料因氫離子輻照引起的微觀結(jié)構(gòu)和性能變化顯得至關(guān)重要。本工作主要研究了氫在鎢材料中的沉積及對鎢材料的輻照損傷效應(yīng)。其一,將能量為20 ke V/D,注量率為3.0×1014 D/(cm2s)的離子注入到鎢中,注入過程中,通過記錄出射質(zhì)子產(chǎn)額,研究鎢中氘濃度隨注量的關(guān)系;并在某些注量點用能量為75 ke V/D,流強為0.6μA的束流監(jiān)測。在停束后,進行兩輪不同注量和不同能量的氘離子注入,探究氘濃度隨輻照損傷的變化。在樣品放置一年后和兩年后,分別利用彈性反沖核分析和二次離子質(zhì)譜分析方法研究靜態(tài)氘濃度變化情況。其二,將能量為10 ke V,不同流強的質(zhì)子注入到鎢中,注量范圍為1015-1018 H/cm2。通過原子力顯微鏡(AFM)、電子掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)觀察輻照前后樣品的表面形貌,分析輻照損傷引起的氣泡成形、生長到破裂的演變過程隨注量和注量率的變化關(guān)系。結(jié)合兩方面的研究,討論了氣泡形成對氘濃度的影響。根...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 研究背景
    1.1 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)
    1.3 本論文研究內(nèi)容
第二章 理論基礎(chǔ)
    2.1 氫同位素在鎢中的沉積過程
        2.1.1 固體溶解
        2.1.2 擴散與復(fù)合
    2.2 輻照損傷
        2.2.1 輻射增強擴散效應(yīng)
        2.2.2 輻照損傷
    2.3 離子與物質(zhì)相互作用
        2.3.1 阻止本領(lǐng)
        2.3.2 射程
    2.4 D-D核反應(yīng)截面與產(chǎn)額
第三章 實驗設(shè)備與方法
    3.1 樣品準(zhǔn)備
    3.2 氘濃度分析方法
        3.2.1 瞬發(fā)非共振反應(yīng)方法
        3.2.2 彈性反沖探測方法
        3.2.3 盧瑟福背散射分析
        3.2.4 二次離子質(zhì)譜分析
    3.3 氘離子注入及動態(tài)氘濃度分析實驗
        3.3.1 實驗設(shè)備
        3.3.2 實驗方法
    3.4 靜態(tài)氘濃度分析實驗
    3.5 質(zhì)子注入實驗
        3.5.1 多功能實驗裝置
        3.5.2 實驗方法
    3.6 樣品表征方法及設(shè)備
        3.6.1 原子力顯微鏡分析測試
        3.6.2 掃描電子顯微鏡分析測試
        3.6.3 透射電子顯微鏡分析測試
第四章 結(jié)果分析與討論
    4.1 氘注入鎢中的實驗結(jié)果與分析
        4.1.1 飽和動態(tài)氘濃度與注量的關(guān)系
        4.1.2 輻照損傷
        4.1.3 靜態(tài)氘濃度隨時間變化關(guān)系
    4.2 質(zhì)子注入鎢中的實驗結(jié)果與分析
        4.2.1 AFM測試結(jié)果
        4.2.2 SEM測試結(jié)果
        4.2.3 TEM測試結(jié)果
        4.2.4 表面形貌分析與討論
    4.3 氫離子輻照損傷及沉積行為分析
        4.3.1 動靜態(tài)氘濃度差異分析
        4.3.2 氫沉積與輻照損傷關(guān)系
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 實驗總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
在學(xué)期間研究成果
致謝



本文編號：3980758